Wie funktionieren Vanadium -Batterien?

Was sind die Komponenten einer Vanadiumbatterie?

Ob es ein istEnergiespeichersystemoder a Laborversuche, Vanadium Flow -Batterien bestehen hauptsächlich aus den folgenden Kernkomponenten:

Vanadium -Stack: Enthält mehrere Zellen, die für die Umwandlung von elektrischer Energie verantwortlich sind.

Elektrolyttanks: Speichern Sie Elektrolyte auf Vanadiumbasis für positive und negative Elektroden, die normalerweise Vanadiumionen in vier Oxidationszuständen enthalten.

Pumpe und Rohrleitungen: Zum Zirkulieren von Elektrolyten, um sie im Stapel zu fließen.

Ionenaustauschmembran: Es befindet sich zwischen den positiven und negativen Elektroden, sodass Protonen passieren können, aber die Kreuzkontamination des Elektrolyten verhindern.

Wie Vanadiumflussbatterien funktionieren

Die Energiespeicherung und Freisetzung von Vanadiumflussbatterien basiert auf der multivalenten Redoxreaktion von Vanadiumelementen. Das größte Merkmal ist, dass sowohl positive als auch negative Elektroden Vanadiumionen verwenden, jedoch in verschiedenen Oxidationszuständen, um einen stabilen und reversiblen elektrochemischen Prozess zu erreichen.

1. Elektrolytzusammensetzung

Vanadium Redox Flow BatterieVerwenden Sie wasserlösliche Sulfatelektrolyte, bei denen Vanadiumionen in den folgenden vier Oxidationszuständen existieren:

Positive Elektrodenseite:

Vo²⁺ (v⁴⁺)

Vo₂⁺ (v⁵⁺)

Negative Elektrodenseite:

V³⁺

V²⁺

Diese Ionen werden durch reversible Redoxreaktionen während des Ladungs- und Entladungsprozesses umgewandelt, um die Energiespeicherung und -freisetzung zu erreichen.

2. Ladevorgang

Wenn eine externe Stromquelle (z.Vanadium -Stackund die folgenden Reaktionen treten auf:

Positive Elektrodenreaktion (Oxidation):

VO + + H₂O → VO₂⁺ + 2H⁺ + E⁻

→ V⁴⁺ wird zu V⁵⁺ oxidiert und Elektronen freigesetzt.

Negative Elektrodenreaktion (Reduktion):

V³⁺ + e⁻ → v²⁺

→ V³⁺ wird auf V²⁺ reduziert, wobei Elektronen absorbiert werden.

Ionenmigration:

Die Elektronen fließen von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode durch den externen Schaltkreis, Wasserstoffionen treten durch die Austauschmembran in die negative Elektrodenkammer ein, und die externe Stromrichtung ist von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode.

3. Entladungsprozess

Trennen Sie die externe Stromversorgung, das System beginnt mit Strom für die Last zu liefern, und die Reaktionsrichtung ist entgegengesetzt:

Positive Elektrodenreaktion (Reduktion):

Vo₂⁺ + 2h⁺ + e⁻ → vo + + h₂o

→ V⁵⁺ wird wieder auf V⁴⁺ reduziert und absorbiert Elektronen.

Negative Elektrodenreaktion (Oxidation):

V²⁺ → v³⁺ + e⁻

→ V²⁺ wird nach V³⁺ wieder oxidiert, wobei Elektronen freigesetzt werden.

Stromausgabe:

Die Elektronen fließen von der negativen Elektrode zur positiven Elektrode durch den externen Schaltkreis, Wasserstoffionen treten durch die Austauschmembran in die positive Elektrodenkammer aus, und die externe Stromrichtung ist von der positiven Elektrode zur negativen Elektrode.

Schematisches Diagramm der Struktur der Vanadium -Flüssigströmungsbatterie

Was sind die Eigenschaften und Eigenschaften von Vanadium?

Hohe Sicherheit: Der Elektrolyt ist nicht flammbar, die Reaktion ist stabil und thermischer Ausreißer tritt selten auf.

Ultra langer Zyklusleben: Es gibt fast keine Leistungsverschlechterung nach Zehntausenden von Ladungs- und Entladungszyklen.

Unabhängiges Design von Energie und Kraft: Die Stapelleistung oder die Elektrolytkapazität kann entsprechend den Bedürfnissen separat erweitert werden.

Leicht zu warten und zu überwachen: Die modulare Struktur eignet sich für wissenschaftliche Forschungs- und Lehranwendungen.

Umweltfreundlich und recycelbar: Der Vanadiumelektrolyte kann wiederholt wiederverwendet werden, was den Bedürfnissen einer nachhaltigen Entwicklung entspricht.

Was sind die Anwendungen der Vanadium -Flussbatterie?

1. Energiespeicher für erneuerbare Energien

2. Energiespeicher für Industrie- und Parkebene

3. Gitterregulation und Mikrogrid

4. Labor- und F & E -Zwecke

Kleine Vanadium -Batteriesystemekann zum Unterrichten von Demonstrationen, zur neuen Materialüberprüfung und zur elektrochemischen Forschung verwendet werden.

Kann wiederholt aufgeladen und entlassen werden, geeignet für langfristige Stabilitätstests.

5. Kommunikationsbasisstationen und Ferninfrastruktur

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